• ALGAE
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• 제27권2호
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• pp.115-123
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• 2012

The establishment of algal spores plays an essential role in adult kelp distribution and abundance patterns. Sedimentation is a key variable regulating algal spore settlement and success, possibly controlling species-specific dominance $in$ $situ$. Laboratory experiments were used to determine spore attachment and survival rates of two Alaskan canopy-forming kelps, $Nereocystis$ $luetkeana$ (K. Mertens) Postels & Ruprecht and $Eualaria$ $fistulosa$ (Postels & Ruprecht) M. J. Wynne, to various types of sediment loading. Spore attachment for both species was significantly and similarly affected by three sediment treatments: suspended particles; settled sediment covering the substratum; and smothering of attached spores by settling sediment. Spore attachment decreased by approximately 90% at 420 mg sediment $L^{-1}$, the highest sediment load tested here, under all three treatments for both species. These results suggest that increases in sedimentation may constrain the success of the spore stages, but sediment does not seem to be a likely factor explaining species-specific distribution patterns. However, while sedimentation affected spores of both species similarly, timing of spore release in relation to times of maximum sediment load in the water might differ for different species, possibly explaining kelp species distribution patterns.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.644-653
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• 2018

최근 기후변화로 인한 집중호우, 태풍 등의 영향으로 산사태가 빈번히 발생하고 있다. 산사태를 예방할 수 있는 효율적인 방법은 사방사업이다. 이러한 사방사업의 효율성을 높이기 위해서는 산지에서 유출되는 토사량에 대한 정량적 측정이 필요하다. 본 연구에서는 산지계류에 Load-cell 센서를 설치하고, 분동테스트를 통하여 계류에서의 적용성과 재하 형태에 따른 출력값을 비교하였다. 개별 및 복합 하중시험을 실시한 결과, Site 1에서 평균 0.4kgf, Site 2에서 평균 0.6kgf 차이로 재하 형태의 영향은 낮게 나타났다. 또한 측정값의 정확도를 높이기 위해 하중계수를 산정하였다. 하중계수를 Load-cell 측정 값에 적용하여 보정한 결과, 두 사이트에서 출력율이 각각 14.8%p, 24.6%p 상승하여 기준값에 근사하게 산정되었다. Load-cell 센서는 수위, 강우 등과 함께 시계열 분석을 통하여 산지 토사유출량을 정량적으로 산정할 수 있었다. 모니터링이 장기간 이루어진다면 산림유역에 대한 토사유출 매커니즘 구명에도 활용할 수 있을 것이다. 또한 Load-cell과 같은 센서를 산지 계곡에 적용함으로써 계측센서 등 관련분야 산업 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.175-183
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• 2008

This study reviewed and compared the measured value with the calculated sediment loads value by the existing theory equation, after actually measuring the suspended load, focusing on locality river in Gangwon province. Next, it suggested the application problems of the existing sediment loads calculation equation in case of rivers in Gangwon province, and suggested the proper sediment loads calculation equation to rivers in Gangwon province, after implementing the statistical regression analysis by using the measured data for 5 rears, 2003 ~ 2007.

• 한국환경과학회지
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• 제9권1호
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• pp.35-42
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• 2000

In this study, the movable bed model testing was carried out so as to analyze bed profile changes including predicting scouring and deposition of bed profile and to solve hydraulic problems affecting with bed and both-bank between upstream and downstream of intake weir in the Nakdong river channel. The movable bed model testing consists of fundamental test, movable model test and numerical analysis method respectively. The fundamental test was enforced to analyze relationship of discharge and sediment load in the tilting flume. When the movable model test was worked, it was shown that sediment budget between input sediment load and output sediment load was balanced exactly. As a result of movable model test, it was presented that scouring and deposition changes in quantities between the upstream and downstream of modification weir were less than those of nature and planning weir. Finally, numerical analysis method was operated by 1-dimensional bed profile changes model ; HEC-6 model so as to complement unsolving hard problems during movable model test. So, modification weir will sustained the stable bed profile changes than any other weirs in the study channel.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.61-97
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• 2016

This is the second of two papers on the 3D numerical modeling of nearshore hydro- and morphodynamics. In Part I, the focus was on surf and swash zone hydrodynamics in the cross-shore and longshore directions. Here, we consider nearshore processes with an emphasis on the effects of oceanic forcing and beach characteristics on sediment transport in the cross- and longshore directions, as well as on foreshore bathymetry changes. The Delft3D and XBeach models were used with four turbulence closures (viz., ${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES) to solve the 3D Navier-Stokes equations for incompressible flow as well as the beach morphology. The sediment transport module simulates both bed load and suspended load transport of non-cohesive sediments. Twenty sets of numerical experiments combining nine control parameters under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were simulated. For each case, the general morphological response in shore-normal and shore-parallel directions was presented. Numerical results showed that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ and H-LES closure models yield similar results that are in better agreement with existing morphodynamic observations than the results of the other turbulence models. The simulations showed that wave forcing drives a sediment circulation pattern that results in bar and berm formation. However, together with wave forcing, tides modulate the predicted nearshore sediment dynamics. The combination of tides and wave action has a notable effect on longshore suspended sediment transport fluxes, relative to wave action alone. The model's ability to predict sediment transport under propagation of obliquely incident wave conditions underscores its potential for understanding the evolution of beach morphology at field scale. For example, the results of the model confirmed that the wave characteristics have a considerable effect on the cumulative erosion/deposition, cross-shore distribution of longshore sediment transport and transport rate across and along the beach face. In addition, for the same type of oceanic forcing, the beach morphology exhibits different erosive characteristics depending on grain size (e.g., foreshore profile evolution is erosive or accretive on fine or coarse sand beaches, respectively). Decreasing wave height increases the proportion of onshore to offshore fluxes, almost reaching a neutral net balance. The sediment movement increases with wave height, which is the dominant factor controlling the beach face shape.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2011

In order to assess the influences of bottom sediment on water quality, following measurement were made. (1) Estimations of pollutant loads from the bottom sediment based on mass balance concept, (2) measurements of pollutant concentrations in the sediment to assess the pollution level and influence potential, (3) in situ and laboratory measurements of Sediment Oxygen Demants (SOD) and pollutant load (sediment release) from bottom sediment. Analyses of inflow and outflow loadings using simple mass balance show that there are some variations found according to the pollutants. However, there is no consistent evidence that the sediment can be a source of pollutants. Pollutant concentrations in the sediment range 16~724.8 mg/kg (COD), 1.68 ~12.64 mg/kg (T-P), 5.6~76.8 mg/kg (T-N), 0.32~21.6 mg/kg ($NH_3$-N), 0.092~0.544 mg/kg ($NO_2$-N), 4.8~18.4 mg/kg ($NO_3$-N), and 1.59~11.23 mg/kg ($PO_4$-P). Measured SOD ranges $0.190{\sim}0.802g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ and measured release rate ranges $-1618.42{\sim}10mg/m^2{\cdot}d$(COD), $-12{\sim}16mg/m^2{\cdot}d$(T-P), $-197.37{\sim}140mg/m^2{\cdot}d$(T-N), $0.4{\sim}74.32mg/m^2{\cdot}d$($NH_3$-N), $-2.04{\sim}0.8mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_2$-N), $-70{\sim}40mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_3$-N), and $-26.11{\sim}28.55mg/m^2{\cdot}d$($PO_4$-P). All study results indicate that bottom sediments in the Seoha weir show only limited effects on the water quality. It implies that sediment dredging is not an effective option or management measure to reduce pollutant loading.

• 물과 미래
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• 제29권2호
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• pp.129-141
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• 1996

일점연속 채취, 멱 속도 분포 및 Laursen의 토사농도 분포식을 이용한 총 부유 유사량 계산방법을 제안하였다. 이 방법은 미국 리오그안데 강에서 채취한 자료에 의해 검증되었다. 이 방법으로 계산된 농도분포는 $\beta$, $\kappa$, 그리고 w의 보편적인 값을 사용하여 계산한 보정 전수심 채취방법과 잘 일치하였다. 지역특성에 맞는 농도와 속도 분포식의 계수 x 와 z를 사용하였을 때는 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 일점 채취에 사용한 이 방법과 일반적으로 많이 쓰는 전수심 채취를 사용한 방법과의 총 유사량의 차이는 채취때 생길 수 있는 오류 정도로 작은 것이었다. 일점 연속 채취에 의한 총 부유 유사량 측정은 여러 가지 중요한 이점을 가지고 있다. 채취 시간에 및 비용을 절감할 수 있으며 채취를 자주 할 수 있고 유사량 변화에 신속하게 대응할 수 명실상부 또한 이 방법은 미래에 추구해야 할 자동채취 방법으로 사용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.325-333
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• 2020

현재 자연 하천의 유사농도의 측정에 있어서 실제 측정은 기상 조건에 영향을 받으며, 기계적 한계로 인해 하천바닥에 인접한 소류사 구간의 유사농도 측정값은 부유사 구간의 유사농도 측정값 보다 신뢰도가 낮다. 그리하여, 하천의 바닥농도는 이론식을 통해 산정되어왔으나, 기존 유사농도 계산 공식들의 바닥농도 산정값은 실측값에 비해 신뢰도가 낮고 서로 다른 공식 간의 차이는 여러 조건에 따라 천차만별이다. 따라서 하천의 바닥농도를 산정하기 위해 보다 신뢰성이 높은 공식이 요구되고 있다. 본 연구는 하천의 유사농도에 정보엔트로피이론을 적용하여 유사농도분포와 평균유사농도의 결정방법을 제시하고 평균유사농도와 바닥농도의 관계를 통해 바닥농도를 산정하는 방법을 제시하였다. 유사농도 분포의 확률은 제약조건하에 계산된 최대 엔트로피에 의해 일정한 확률분포를 나타내게 되고, 이러한 관계에 근거하여 유사농도분포, 평균유사농도 그리고 바닥유사농도 간의 관계를 유도하고 측정 표본을 통해 바닥 유사농도를 산정할 수 있다. 본 연구의 이론 검증을 위해 과거 실험의 유사농도 측정값을 사용하여 유도된 유사농도분포와 평균유사농도 공식을 적용하였으며, 유도된 두 공식의 관계를 이용하여 대표 농도변수(EN : Equilibrium N )를 도출하였다. 대표 농도변수를 통해 산정한 점 농도는 실측값과 결정계수가 평균적으로 R2=0.924의 높은 신뢰도를 보였다. 이를 통하여, 실제 하천의 부유사 구간과 소류사 구간의 유사농도의 전체 경향을 보다 쉽게 파악하고 평균유사농도와 바닥농도의 관계를 이용하여, 신뢰도가 확보된 바닥농도를 손쉽게 산정할 수 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.108-114
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• 2016

Sediment-laden water leads to water quality degradation in streams; therefore, best management practices must be implemented in the source area to control nonpoint source pollution. Field monitoring was implemented to measure precipitation, direct runoff, and sediment concentrations at a control plot and straw-applied plot to examine the effect on sediment reduction in this study. A hydrology model, which employs Curve Number (CN) to estimate direct runoff and the Universal Soil Loss Equation to estimate soil loss, was selected. Twenty-five storm events from October 2010 to July 2012 were observed at the control plot, and 14 storm events from April 2011 to July 2011 at the straw-applied plot. CN was calibrated for direct runoff, and the Nash-Sutcliffe efficiency and coefficient of determination were 0.66 and 0.68 at the control plot. Direct runoff at the straw-applied plot was calibrated using the percentage direct runoff reduction. The estimated reduction in sediment load by direct runoff reduction calibration alone was acceptable. Therefore, direct runoff-sediment load behaviors in a hydrology model should be considered to estimate sediment load and the reduction thereof.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권9호
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• pp.737-745
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• 2009

국내 도시화 시험유역에 대한 기존 토사유출공식의 적용 가능성을 검토하기 위해 도시 시험유역의 실측자료와 모의기법 적용결과를 비교.분석하였다. 적용된 토사유출량 산정 모의공식으로는 개정범용토양손실공식(RUSLE - Revised Universal Soil Loss Equation), 수정범용토양손실공식(MUSLE - Modified Universal Soil Loss Equation)을 활용하였다. 시험유역은 유역면적 약 3.81 $km^2$로 면적대비 56 % 정도가 도로 및 포장 등으로 도시화가 진행된 도시 시험유역을 선정하여 자동 강우 및 수위계측기를 이용하여 지난 3년간 연속적으로 수문자료를 축적하였다. 또한 계측지점에서의 유출량별 소류사 및 부유사 실측을 통하여 유량-유사량 관계곡선을 개발한 후 호우사상별 유역으로 부터의 토사유출량을 산정하였다. 실측된 강우 및 유량 자료를 활용하여 모의한 토사유출량과 실측한 토사유출량을 비교한 결과 RUSLE를 적용한 모의결과가 실측 토사유출량과 근접한 결과를 제시하였으나 상관계수가 낮아 적용에 세심한 주의가 요구됨을 알 수 있었다. 반면, 실제 유출수문곡선을 MUSLE기법에 적용하여 모의한 토사유출량과 실측 토사유출량의 상관관계는 우수한 예측결과를 보였으나 보정계수의 적용이 필요함을 확인하였다.